Peamine erinevus – Peptidoglükaan vs MuramicAcid
Kuigi peptidoglükaani ja muramiinhappe keemilistes komponentides võib täheldada mõningaid sarnasusi, on nende kahe aine vahel oluline erinevus. Peptidoglükaan on polümeer, mis moodustab paljude bakterite rakuseinad, mis koosnevad suhkrutest ja aminohapetest. Need suhkrud ja aminohapped moodustavad enamiku bakterite ja mõne arhee plasmamembraanist väljaspool võrgusilmasarnase kihi. Muramiinhape on aminohape suhkruhape ja see esineb looduslikult N-atsetüülmuraamhappena peptidoglükaanis. See on peamine erinevus peptidoglükaani ja muraamhappe vahel. Selles artiklis käsitleme täpsem alt peptidoglükaani ja muramiinhappe erinevust.
Mis on peptidoglükaan?
Peptidoglükaan on polümeer, mis koosneb suhkrutest ja aminohapetest, mis moodustavad keeruka võrgutaolise katte väljaspool enamiku bakterite plasmamembraani ja mõningaid arhee, moodustades seeläbi rakuseina. Seda tuntakse ka mureiinina. Suhkrukomponent koosneb β-(1,4)-seotud N-atsetüülglükoosamiini ja N-atsetüülmuraamhappe jääkidest. N-atsetüülmuraamhappega on seotud piimhappe ja N-atsetüülglükoosamiini eeter ning see on kolmest kuni viiest aminohappest koosnev peptiidahel. See peptiidahel on ristseotud teise ahela peptiidahelaga, luues 3D kompleksse võrgutaolise struktuuri. Peptidoglükaan täidab struktuurilist rolli bakteriraku seinas, tagades struktuuri terviklikkuse ja tugevuse ning reageerides tsütoplasma osmootsele rõhule. Lisaks sellele osaleb peptidoglükaan ka binaarses lõhustumises bakterirakkude paljunemise ajal. Grampositiivsetel bakteritel on oluliselt paksem peptidoglükaani kiht, samas kui gramnegatiivsetel bakteritel on väga õhuke peptidoglükaani kiht. Teisisõnu, peptidoglükaan moodustab umbes 90% grampositiivsete bakterite kuivkaalust, kuid ainult 10% gramnegatiivsetest bakteritest. Seetõttu on peptidoglükaani kõrge taseme olemasolu peamine määrav tegur bakterite grampositiivsete gramvärvimise iseloomustamisel.
Mis on MuramicAcid?
Muraamhape on aminosuhkur, mis pärineb paljude bakterite rakuseinte peptidoglükaani kihist. Selle keemiline valem on C9H17NO7 ja molaarmass on 251,2. Selle IUPAC-i süstemaatiline nimi on 2-{[3-amino-2,5-dihüdroksü-6-(hüdroksümetüül)oksaan-4-üül]oksü}propaanhape. Keemilise koostise põhjal on see piimhappe ja glükoosamiini eeter. See esineb looduslikult N-atsetüülmuraamhappena peptidoglükaanis. Kuid Chlamydiae nime all tuntud bakterid ei sisalda oma rakuseintes muramiinhapet.
Mis vahe on peptidoglükaanil ja muramichappel?
Peptidoglükaanil ja muramiinhappel võivad olla oluliselt erinevad füüsikalised ja funktsionaalsed omadused. Neid saab liigitada järgmistesse alarühmadesse,
Peptidoglükaani ja muraamhappe määratlus:
Peptidoglükaan: paljude bakterite rakuseina moodustav aine, mis koosneb lühikeste peptiididega seotud glükoosaminoglükaaniahelatest.
Muraamhape: aminosuhkur. Keemias on aminosuhkur või 2-amino-2-desoksüsuhkur suhkrumolekul, milles hüdroksüülrühm on asendatud amiinirühmaga.
Peptidoglükaani ja muramiinhappe omadused:
Monomeeri või polümeeri struktuur:
Peptidoglükaan on polümeer.
Muraamhape on monomeer.
Keemiline struktuur:
Peptidoglükaan: see on kristallvõre struktuur, mis sünteesitakse kahe vahelduva aminosuhkru, nimelt N-atsetüülglükoosamiini (NAG) ja N-atsetüülmuraamhappe (NAM) lineaarsetest ahelatest. Vahetuvad aminosuhkrud on ühendatud β-(1,4)-glükosiidsideme kaudu.
Muraamhape: see on piimhappe ja glükoosamiini eeter.
Kliiniline tähtsus ja antibiootiline toime:
Peptidoglükaan: antibiootikumid, nagu penitsilliin, pärsivad peptidoglükaani teket, seondudes bakteriaalsete ensüümidega. Seda protsessi nimetatakse penitsilliini siduvateks valkudeks ja need antibiootikumid on peamiselt suunatud peptidoglükaani bakteriraku seinale, kuna loomarakkudel puuduvad rakuseinad ja seega ei saa antibiootikumid normaalseid rakke kahjustada. Lisaks sellele peetakse lüsosüümi inimkeha enda antibiootikumiks. Lüsosüüm võib lõhkuda peptidoglükaani β-(1,4)-glükosiidsidemeid ja hävitada paljusid bakterirakke. Mõnes arheas on pseudopeptidoglükaani kihis aga suhkrujäägid β-(1,3)-seotud N-atsetüülglükoosamiin ja N-atsetüültalosaminuroonhape. Seetõttu on Archaea rakusein lüsosüümi suhtes tundlik.
Muraamhape: võrreldes enamiku bakteriraku seintega ei sisalda klamüüdia rakusein muramiinhapet. Seetõttu ei saa penitsilliini kasutada klamüüdiainfektsiooni raviks.
Kokkuvõtteks võib öelda, et muramiinhape on aminosuhkur ja see toimib bakteriraku seina peptidoglükaani komponendina. Bakteriraku seina peptidoglükaanikiht on oluline grampositiivsete ja gramnegatiivsete bakterite eristamiseks ning antibiootikumide arenguks.
